Протон

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

протон
Протон складається з двох верхніх й одного нижнього кварка
склад:	2 верхніх і один нижній кварки
родина:	ферміон
група:	адрон
покоління:	перше
взаємодії:	всі
античастинка:	антипротон
статус:	стабільний
символ:	p
Число типів:	2 разом із нейтроном
Маса:	938,2723 МеВ
Електричний заряд:	+1
кольоровий заряд:	біла
спін:	1/2

Прото́н (від грец. πρώτον - перший) – єдина стабільна частинка з позитивним зарядом +е.

Раніше вважалося, що протони, як і електрони, елементарні частинки, що не мають внутрішньої структури. Однак сучасні дослідження показують, що протон є дуже складною системою, а його складові частинки, кварки, мають унікальні характеристики.

Протон - ферміон із спіном 1/2. Його ізотопічний спін теж дорівнює 1/2, оскільки протон складає ізотопічний дублет із нейтроном. Маса протона складає 1,00727663 а.о.м. або 938,2723 МеВ. Античастинкою для протона є антипротон, характеристики якого схожі на протон за винятком від'ємного заряду.

Протони беруть участь у всіх типах взаєомодії: сильній, електромагнітній, слабкій та гравітаційній.

Зміст 1 Історія 2 Час життя 3 Протони у складі атомних ядер 4 Взаємодія з речовиною 5 Вживання терміну протон у хімії

[ред.] Історія

В 1919 році Ернест Резерфорд, опромінюючи альфа-частинками газ азоту, виявив в ньому певну кількість атомів водню. Це була перша штучно викликана ядерна реакція. Зважаючи на те, що водень має атомну масу 1, Резерфорд прийшов до висновку, що його ядро є елементарною частинкою, яка входить до складу інших частинок.

Проте ідею про те, що інші хімічні елементи складаються з водню, висловлював ще в 1815-1816 роках у серії статей Вільям Праут, виходячи із того, що хімічні речовини вступають в реакції в пропорціях, які виражаються малими цілими числами. Його гіпотезу відкинули, коли точні вимірювання атомних мас хімічних елементів дали значення, дещо відмінні від цілих чисел.

Антипротон був відкритий у лабораторії університету Берклі в 1955 році. За його відкриття Еміліо Сеґре й Оувен Чемберлен отримали Нобелівську премію з фізики 1959.

[ред.] Час життя

Питання про стабільність протона вкупі з питанням про стабільність електрона є наріжними каменями, на яких побудовані сучасні уявлення про будову Всесвіту. На разі нижня межа часу життя протона щодо розпаду експериментально підтверджена на рівні 10³³ років.

[ред.] Протони у складі атомних ядер

Протон є ядром атома водню. До складу інших атомів протони входять разом із нейтронами, утримуючись в складі ядра сильною взаємодією. Разом протони й нейтрони називають нуклонами, тобто складовими частинами ядра. Кількість протонів у ядрі атома визначає його зарядове число Z.

[ред.] Взаємодія з речовиною

Протони часто використовуються для вивчення властивостей ядер атомів, ініціювання ядерних реакцій, досліджень у фізиці елементарних часток. Для постановки експериментів протонам надають велику енергію в прискорювачах заряджених частинок. Сучасні прискорювачі можуть надати протонам енергію до 1 тераелектронвольта, наприклад, синхротрон Теватрон у Батавії, США.

Проникаючи в речовину протони, як заряджені частинки, в основному втрачають енергію на іонізацію речовини. Швидкість втрат енергії можна розрахувати за формулою Бете-Блоха. Іонізаційні втрати більші при менших енергіях, тому протони втрачають енергію і створюють найбільшу кількість радіаційних дефектів наприкінці свого пробігу в речовині. Великі втрати зумовлюють незначну довжину пробігу. Зупинившись в речовині, протон перетворюється в звичайний атом водню.

[ред.] Вживання терміну протон у хімії

В хімії протоном називають позитивний іон водню H⁺. Проте в розчинах іон водню ніколи не буває повністю вільний від взаємодії з електронами, тому протон у хімічному сенсі відрізняється від протонів, які входять до складу ядра атома.

Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.